REFERAAT Dioodid Tallinn 2009 SISUKORD 1) Ajalugu 2) Diood 3) Dioodi skeemitähis 4) Olulised parameetrid 5) Dioodi sugulased 6) Jaotus AJALUGU Elektronlamp ja pooljuhtdioodid arenesid paraleelselt. Elektronlamp dioodi põhimõtte avastas Frederick Guthrie 1873 aastal ning juba aasta hiljem avastas Saksa teadlane Karl Ferdinand Braun pooljuhtdioodide tööpõhimõtte. Thomas Edison taasavastas 1880 aasta 13. veebruaril elektronlamp dioodi tööpõhimõtte ning patenteeris selle 1883 aastal (U.S. Patent 307,031), kuid ei arendanud ideed edasi. Braun patenteeris pooljuhtalaldi 1899 aastal. Sir Jagdish Bose
Teema 3. Pooljuhtseadised M.Pikkovi ainekava ja konspekti järgsed allteemad (http://www.ttykk.edu.ee/aprogrammid/elektroonika_alused_MP.pdf, lk. 23...41): - Pooljuhtdiood, tema ehitus. Alaldava siirde tekkimise tingimus. Protsessid pooljuhtdioodis. Pooljuhtdioodi kasutamisala, põhiparameetrid (lk 23...26). - Bipolaartransistor, tema ehitus, pingestamine, protsessid transistorstruktuuris (27...30). - Ühise baasiga ja ühise emitteriga lülituse karakteristikud (30...32). - Bipolaarne liittransistor (33). - Väljatransistorid (p-n siirdega, isoleeritud paisuga), nende ehitus, tööpõhimõte, tunnussuurused (34...37).
hetkeliselt ning tulemusena tekib vastupingelise poolperioodi algul tavalisest suurem vastuvoolu impulss. (joonis) Kui mingis pooljuht seadises kasutatakse PN siirde põhiomadust siis tuleb arvestada et siirde sagedus omadustel on alati mingi piir, seejuures see piir võib olla erineb sõltuvalt sellest, millist tehnoloogiat on kasutatud siirde kujundamisel. 1.6 Pooljuht dioodid Pooljuht seadiseid mille põhiosaks on ühe siirdega pooljuht kristall nimetatakse pooljuht dioodideks. Seejuures jagunevad dioodid kahte suurde gruppi: 1. põhidioodid 2. eridioodid Põhidioodid leiavad kasutust PN siirde põhiomaduses, see on ühesuunaline elektri juhtivus. Põhidioodidest enam levinud on alaldus dioodid, peale nende on veel kõrgsagedus dioodid, milles leiab kasutamist mingi teine PN siirde omadus peale põhiomaduse nagu näiteks PN siirde mahtuvuse muutus
joonis 1.6). Elektriväljade liitu- mise tõttu suureneb summaarne potentsiaalibarjäär veelgi. Samal ajal leiab aset ka enamuslaengukandjate liikumine (pingeallika elektrivälja mõjul) pingeallika klemmide poole ja ruumilaengu tihedus suureneb veelgi. Kuna elektriväli on nüüd siirdes eelnevaga võrreldes veelgi tugevam, siis ei saa enamuslaengukandjad siiret läbida. . Selliselt pingestatud siirde olukorda nimetatakse vastupingereziimiks. P-N-siiret läbib vastupinge olukorras siiski ka väga nõrk vool, mida nimetatakse vastuvooluks Vastuvoolu põhjustajaks on vähemuslaengukandjad , mis saavad mõjuva elektrivälja kaasabil siiret läbida Võime kujutleda ka, et siirde tõkkekiht muutub nagu paksemaks. Reverse Biased Junction 7 JOONIS 1.6 Tingituna vähemuslaengukandjate piiratud kontsentratsioonist sõltub vastuvool siirdele rakendatud vastupingest väga vähe. Vastuvool sõltub samuti ka materjalist.
...............6 1.4. P-N siirde omaduste sõltuvus temperatuurist (Temperature Effects) ......................................................................8 1.5. P-N-siirde omaduste sõltuvus sagedusest................................................................................................................. 9 1.6. P-N-siirde läbilöök (Breakdown)..............................................................................................................................9 2. POOLJUHTDIOODID (Diodes)....................................................................................................................................11 2.1. Pooljuhtdioodide liigid ............................................................................................................................................11 2.2. Alaldusdioodid (Rectifier Diode)............................................................................................................................11 2.3
muudetava kontakti ja ühe püsikontakti vahelise takistuse muutust sõltuvalt liuguri pöördenurgast (pöördtakistitel) või lükandliuguri kaugusest algasendist. Reguleerimis- tunnusjooned on toodud joonisel 1.5. JOONIS 1.5 ELEKTROONIKAKOMPONENDID lk.8 1.4. Varistorid Varistor on pooljuhttakisti, mille takistus väheneb tunduvalt sellele rakendatud pinge tõusmisel. Pinge - voolu tunnusjoon on sümmeetriline, mistõttu võib teda kasutada nii alalis- kui vahelduvpingel. Tüüpilised varistori takistussõltuvused ja pinge-voolu tunnusjooned on toodud joonisel 1.6. Peamiselt kasutatakse neid induktiivahelate kommutreerimisel tekkivate ülevõngete summutamiseks kuna teatud pinge ületamisel langeb järsult nende takistus. Väliselt on nad ketta- või silindrikujulised masstakistid, mis on valmistatud kas ränikarbiidist (SiC), tsinkoksiidist (ZnO) või titaanoksiidist (TiO)
................................................................................... 195 2 1.Elektroonika ajaloost Elektroonika osad 3 4 Elektroonika ajaloost XIX sajandi lõpp XX sajandi algus Alaldid, Cu O, Se, ... Raadio leiutamine. Säde, koherer, Morse A.Popov - 1889.a; vastuvõtja - 1895.a G.Markoni - 1897.a - patent. 1904.a. - elektronlamp, - diood - J.Fleming - alaldi, - detektor. Voolu juhib ühes suunas. Dioodi ehitus: Kui anoodil on + potentsiaal, siis tekib elektronide liikumine katoodist - anoodile. 1907.a. - Li de Forest - elektronvaakumtriood. 5 6 Elektroonikas: potentsiaal on pinge mingi väljavalitud ühise elektroodi (juhtme) suhtes. Võre potentsiaal on negatiivne - selleks, et ei tekiks võrevoolu.
KT1 A2 KE2 Joonis 4.10. Jadaergutusega mootori pöörlemissuuna muutmine ankrumähise ümberlülitamisega Reostaatkäivituse ja reostaatreguleerimise näiteks on ka faasirootoriga vahelduvvoolumootori juhtimislülitus (joonis 4.11). Mootori rootoriahelasse on lülitatud takistid R1 ja R2, mida lühistatakse kontaktidega K1, K2 ja K3. Kahe takistuse R1 + R2 jadaühendusele vastab mootori mehaaniline tunnusjoon 1 (joonis 4.8, b). Suletud kontaktide K2 puhul jääb rootoriahelasse takisti R2, millele vastab mehaaniline tunnusjoon 2. Suletud kontaktide K3 puhul on rootoriahel lühistatud millele vastab mootori loomulik mehaaniline tunnusjoon 3. Mootori reostaatkäivitamisel suletakse kontakte K1…K3 kas sõltuvalt ajast, voolust või 117 momendist. Mootori tööpunkti muutumine mehaanilistel tunnusjoontel 1…3 on joonisel näidatud nooltega.
................................................................. 44 2. Energeetilised süsteemid...........................................................................................55 2.1. Üldpõhimõtted ................................................................................................................. 55 2.2. Trafod ja drosselid........................................................................................................... 60 2.3. Dioodid ja türistorid.......................................................................................................... 65 2.4. Transistorid...................................................................................................................... 68 2.5. Ohukaitse ........................................................................................................................ 75 2.6. Elektriline pidurdus ...............................................................
Elektriline neutraalsus [vaata | 11. pn-siirde ehitus ja vool. muuda] Elektronide ja aukude rekombineerumine ja vabadest laengutest tühja ala tekkimine siirde piirkonnas. Sisemise elektrivälja tekkepõhjus ja suund siirdes, selle mõju laengute liikumisele läbi siirde. Vastupinge ja vastuvool. Päripinge ja pärivool. Vastuvoolu sõltuvus temperatuurist. Dioodi voltamperkarakteristiku graafik, voolu ja pinge vahelise seose avaldis. Fotodioodi ehitus ja pingestamine, laengute liikumine dioodi valgustamisel. Valgusdiood, selle pingestamine. Laengute liikumine valgusdioodis ja selle kiirguslik rekombinatsioon. Kiirguse intensiivsuse sõltuvus voolust. Optroni ehitus ja kasutamine. Räni legeerimisel lisatakse talle kas doonoreid (elektrone rohkem, kui ränil) või
sõltudes oluliselt temperatuurist. Valgustamisel võib takistus väheneda mitme suurusjärgu võrra. Fototakisti iseloomulik parameeter eritundlikkus on fotovoolu tugevus valgusvoo ühiku kohta pingel 1 V. Pikkov lk 45 Pikkov lk 46 Elektroonika alused. Teema 4 Optoelektroonika elemendid ja infoesitusseadmed 5 (43) 4.2.2.2 Fotodiood Fotodiood on pooljuhtdiood, mille parameetrid sõltuvad pn-siirde valgustatusest. Fotodioodi tundlikkus oleneb valguse lainepikkusest. Tundlikkus on suurim tavaliselt infrapunases spektrialas. Fotodiood on pooljuhtdiood, mille pn-siirde piirkonda langev valgusvoog tekitab seal laengukandjaid (elektron-auk-paare). Siirde elektriväli eraldab tekkinud elektronid ja augud nii, et viimased kogunevad p-kihti, elektronid aga jäävad n-piirkonda. Seetõttu